Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG 1: THÔNG SỐ HÌNH HỌC CỦA DỤNG CỤ

CHƯƠNG 1: THÔNG SỐ HÌNH HỌC CỦA DỤNG CỤ

Tải bản đầy đủ - 0trang

hiện.

Ví dụ: Khi tiện, chuyển động quay tròn của phơi là chuyển động cắt chính.;

Khi bào, chuyển động tịnh tiến khứ hồi của dao bào là chuyển động cắt chính;

Khi khoan, chuyển động quay tròn của mũi khoan là chuyển động cắt chính; …

* Chuyển động chạy dao: là chuyển động cần thiết để duy trì q trình cắt.

Ví dụ: Khi tiện, chuyển động tịnh tiến của dao sau một vòng quay của phơi là

chuyển động chạy dao. Khi phay, chuyển động tịnh tiến của bàn máy mang phôi là

chuyển động chạy dao. Khi bào hay khi phay răng bằng dao phay đĩa môđun,

chuyển động chạy dao là gián đoạn; Khi tiện, chuyển động chạy dao là liên tục.

Hợp của chuyển động cắt chính và chuyển động chạy dao tạo nên quỹ đạo

chuyển động cắt tương đối của các điểm trên lưỡi cắt chính so với chi tiết gia cơng.

Ví dụ khi tiện ngoài, quỹ đạo chuyển động cắt tương đối là đường xoắn vít; khi tiện

mặt đầu, quỹ đạo chuyển động cắt tương đối là đường xoắn Acsimet; khi phay quỹ

đạo chuyển động cắt tương đối là đường Xycloit; khi bào là đường thẳng …

* Chuyển động phụ: là các chuyển động để chuẩn bị và kết thúc quá trình cắt.

Ví dụ: chuyển động điều chỉnh cho dao chạm vào chi tiết trước khi gia

công hoặc chuyển động rút dao ra khi đã cắt xong lớp cắt.

1.1.2: Các bề mặt hình thành trên phơi

Q trình cắt là q trình hớt đi từ phôi một lớp kim loại thừa ở dạng phoi

dưới tác dụng của một khối hình chêm gọi là dụng cụ cắt để đạt được chi tiết có

hình dáng, kích thước và độ chính xác theo yêu cầu.

Quá trình hớt đi lượng kim loại thừa đó tạo nên các bề mặt trên phơi, đó là

các bề mặt



Hình 1.2: Các bề mặt hình thành trong quá trình cắt

(1: Bề mặt chưa gia công; 2: Bề mặt đang gia công; 3: Bề mặt đã gia

cơng)



Bề mặt đã gia cơng: là bề mặt trên phôi đã được hớt đi một lớp

kim loại dưới dạng phoi.



Bề mặt chưa gia cơng: là bề mặt trên phơi sẽ được hớt đi một



3



lớp kim loại.



Bề mặt gia công: là bề mặt chuyển tiếp giữa mặt đã và chưa gia

cơng. Hay có thể định nghĩa chính xác hơn: là tập hợp quỹ đạo chuyển động cắt

tương đối của các điểm trên đoạn lưỡi cắt chính đang tham gia cắt. Bề mặt đang

gia công tiếp xúc với đoạn lưỡi cắt chính đang tham gia cắt.

1.1.3: Các bề mặt trên phần cắt dụng cụ cắt

Quá trình cắt kim loại là quá trình biến dạng dẻo cưỡng bức và tách ra

một lớp kim loại dưới tác dụng của vật thể cứng có dạng chêm gọi là dụng cụ

cắt”.

Như vậy, dù có kết cấu bên ngồi khác nhau, các dụng cụ đều có kết cấu

giống phần cắt tương tự nhau có dạng chêm.

Mặt khác, trong gia cơng bằng cắt thì gia cơng bằng dao cắt đơn chiếm

một vị trí quan trọng: tiện, bào, xọc…v.v. Dao tiện được sử dụng trên máy tiện

chiếm tỷ lệ lớn 30-40% tổng số máy cắt kim loại. Vì vậy, dao tiện là một dạng

phổ biến và có cấu tạo đơn giản nhất của dụng cụ cắt mà lại có đầy đủ các yếu tố

kết cấu của dụng cụ cắt”. Chính vì vậy dao tiện ngồi được lấy làm cơ sở để

nghiên cứu thống số hình học phần cắt của dao.

Một dụng cụ cắt thông thường gồm hai phần đó là phần thân và phần cắt.



Hình 1.3: Quan hệ giữa phần cắt của dao tiện ngoài với một số loại dao khác

1 Phần thân

Phần thân của dụng cụ là phần nối giữa phần cắt của dụng cụ với máy. Nó

có nhiệm vụ:

- Định vị và kẹp chặt phần cắt của dụng cụ so với máy.

- Truyền chuyển động và công suất cắt từ máy tới phần cắt của dụng cụ.

Phần thân của dụng cụ có thể là khối trụ tròn, lăng trụ hay cơn.



4



Phần thân thường làm bằng các loại vật liệu có cơ tính trung bình, khác

với vật liệu phần cắt, ví dụ như thép 45, 50, 40X, …

2 Phần cắt

Phần cắt của dụng cụ là phần trực tiếp tham gia quá trình cắt.

Phần cắt thường được chế tạo bằng các loại vật liệu có tính cắt tốt như

thép gió, hợp kim cứng, gốm, kim cương,… Chất lượng và độ chính xác của

phần cắt ảnh hưởng quyết định đến chất lượng của dụng cụ cắt.

Phần cắt của dụng cụ bao gồm các lưỡi cắt và các bề mặt sẽ nghiên cứu dưới

đây.



Hình 1.4: Các yếu tố trên phần cắt của dao tiện ngoài

a. Các bề mặt hình thành trên phần cắt của dụng cụ trong q trình cắt



Mặt trước: là bề mặt của dao tiếp xúc với phoi. Trong quá trình

cắt phoi được hình thành và thốt ra trên mặt trước.



Mặt sau chính: là bề mặt của dao đối diện với mặt đang gia công

của phơi.



Mặt sau phụ: là bề mặt của dao đối diện với mặt đã gia cơng của

phơi.



Mặt chuyển tiếp: là bề mặt nối tiếp giữa mặt sau chính và mặt

sau phụ. Mặt chuyển tiếp có thể là mặt phẳng hoặc là mặt cong tuỳ theo kết cấu

phần cắt của dụng cụ cắt.

Các bề mặt trên phần cắt của dụng cụ có thể là mặt phẳng, cũng có khi là

mặt cong. Giao tuyến giữa chúng tạo nên các lưỡi cắt.



Lưỡi cắt chính: là giao tuyến giữa mặt trước và mặt sau chính.

Lưỡi cắt chính tham gia cắt chủ yếu trong suốt quá trình cắt.



Lưỡi cắt phụ: là giao tuyến giữa mặt trước và mặt sau phụ.

Trong quá trình cắt chỉ một phần nhỏ của lưỡi cắt phụ tham gia cắt.

Trên phần cắt có thể có một hoặc nhiều lưỡi cắt chính và lưỡi cắt phụ.

Ví dụ: dao tiện ngồi có một lưỡi cắt chính và một lưỡi cắt phụ; dao tiện



5



cắt đứt có một lưỡi cắt chính và hai lưỡi cắt phụ; mũi khoan có hai lưỡi cắt

chính và hai lưỡi cắt phụ; ...



Hình 1.5: Dao tiện cắt đứt và dao tiện ngồi



Mũi dao: là phần chuyển tiếp giữa lưỡi cắt chính và lưỡi cắt

phụ. Mũi dao có thể nhọn hoặc có dạng cung tròn với bán kính ρ. Thực tế mũi

dao không nhọn tuyệt đối mà bao giờ cũng tồn tại một bán kính cong ρ nào đó.

Trị số của bán kính cong mũi dao ρ phụ thuộc vào vật liệu chế tạo dụng cụ và

cách mài dao.

Chế độ cắt có ảnh hưởng quan trọng và nhiều khi mang tính quyết định tới

cả năng suất gia công và chất lượng lớp bề mặt gia công. Các yếu tố của chế độ

cắt bao gồm tốc độ cắt V, lượng chạy dao S, chiều sâu cắt t.



Hình 1.6: Các yếu tố của quá trình cắt

a. Tiện với lượng chạy dao dọc; b. Tiện với lượng chạy dao ngang



Tốc độ cắt: là lượng dịch chuyển tương đối của một điểm trên

lưỡi cắt chính so với bề mặt đang gia công. Đo theo phương chuyển động cắt

tương đối trong một đơn vị thời gian.



Tốc độ cắt xác định tốc độ bóc tách phoi.

n





 V0



V



Hình 1. 7: Các thành phần của véctơ tốc độ cắt



6



Tốc độ cắt tại một điểm trên lưỡi cắt được biểu diễn bởi một vectơ V :



 

V = Vο + S



Vo - vectơ tốc độ chuyển động cắt chính



S - vectơ tốc độ chạy dao.



Trị số tốc độ chạy dao S thường rất nhỏ so với tốc độ cắt chính V o. Do đó,

tốc độ cắt V và tốc độ cắt chính V o có trị số xấp xỉ bằng nhau. Để đơn giản cho

việc tính tốn, trị số tốc độ cắt chính tại một điểm trên lưỡi cắt được coi là trị số

tốc độ cắt tại điểm đó, tốc độ cắt được tính gần đúng: V = Vο

Khi tiện ngồi, tốc độ cắt thay đổi theo quy luật giảm dần ứng với các điểm

càng gần mũi dao. Khi tiện cắt đứt hoặc xén mặt đầu, tốc độ cắt giảm dần khi

mũi dao tiến gần tới tâm phơi... Vì vậy, trị số tốc độ cắt được qui ước tính trong

điều kiện làm việc nặng nề nhất tức là tính ứng với đường kính lớn nhất của phơi

khi gia cơng bề mặt ngồi hoặc đường kính lớn nhất của chi tiết khi gia cơng bề

mặt trong. Ví dụ khi tiện ngồi, tiện cắt đứt, xén mặt đầu thì tính theo đường

kính của bề mặt chưa gia cơng. Khi tiện lỗ thì tính theo đường kính của bề mặt

đã gia cơng.

Khi tiện phơi có đường kính D [mm], tốc độ quay của trục chính là n [v/p]

thì tốc độ cắt được tính bằng:

V =



∏ .D.n

[m / p ]

1000



Khi gia công, tốc độ cắt V đã xác định được (bằng cách tính hoặc tra các

sổ tay), muốn đạt được tốc độ cắt ấy ta phải tính ra tốc độ quay trục chính, sau

đó đối chiếu với cấp tốc độ của máy. Tốc độ quay trục chính tính theo cơng

thức:

n=



V .1000

[v / p ]

Π.D



trong đó n: tốc độ vòng quay trục chính [v/p].

D: đường kính phôi gia công tại điểm đang xét [mm].

Tốc độ cắt có ảnh hưởng quan trọng tới chất lượng bề mặt gia công, năng

suất gia công, tuổi bền của dụng cụ, … Tuỳ theo vật liệu gia công, vật liệu dụng



7



cụ cắt, tính chất gia cơng, … mà chọn trị số vận tốc cắt V thích hợp.

Lượng chạy dao: là lượng dịch chuyển của lưỡi cắt so với bề mặt đã gia công

trong một đơn vị quy ước đo theo phương chuyển động chạy dao. Đơn vị quy

ước đó có thể là một phút, một giây, một vòng, một răng hay một hành trình kép

Lượng chạy dao ảnh hưởng quyết định đến độ nhẵn bóng của bề mặt gia

cơng, tuổi bền của dụng cụ, năng suất gia công, … Chọn được trị số của lượng

chạy dao S hợp lý có ý nghĩa thực tiễn to lớn.

Tuỳ theo phương chạy dao hoặc tuỳ theo từng đơn vị quy ước mà ta có các

loại lượng chạy dao khác nhau.

Khi phương chạy dao song song với đường tâm chi tiết thì ta có chạy dao

dọc.

Khi phương chạy dao vng góc với đường tâm chi tiết thì ta có chạy dao

ngang.

Khi phương chạy dao hợp với đường tâm chi tiết một góc nào đó thì ta có

chạy dao đường chéo.

Khi lượng chạy dao được tính bằng lượng dịch chuyển của lưỡi cắt so với

bề mặt đã gia công đo theo phương chạy dao trong thời gian một phút thì ta có

lượng chạy dao phút: Sp [mm/p]

Khi lượng chạy dao được tính bằng lượng dịch chuyển của lưỡi cắt so với

bề mặt đã gia công trong khi phơi hoặc dao quay được một vòng thì ta có lượng

chạy dao vòng: Sv [mm/v]

Khi lượng chạy dao được tính bằng lượng dịch chuyển của lưỡi cắt so với

bề mặt đã gia công đo theo phương chuyển động chạy dao trong thời gian dao

quay được một góc bằng góc giữa hai răng, ta có lượng chạy dao răng: Sr [mm/r]

Khi lượng chạy dao được tính bằng lượng dịch chuyển của lưỡi cắt so với

bề mặt đã gia công đo theo phương chạy dao trong khi dao hoặc phôi thực hiện

được một hành trình kép thì ta có lượng chạy dao hành trình kép: Shtk [mm/htk]

Khi phay với số răng của dao phay là Z thì khi dao quay được một vòng

cũng chính là Z răng, lượng chạy dao vòng được tính bằng: Sv = Z.Sr.



Chiều sâu cắt: là khoảng cách giữa bề mặt đã gia công và bề

mặt chưa gia cơng, đo theo phương vng góc với bề mặt đã gia cơng.

Kí hiệu: t [mm].

Chiều sâu cắt t có ý nghĩa rất quan trọng, nó ảnh hưởng tới chất lượng chi

tiết gia công, tuổi bền của dụng cụ, năng suất gia công, … Khi chọn trị số chiều

sâu cắt lớn thì năng suất gia cơng cao nhưng chất lượng bề mặt gia cơng lại



8



thấp.

Chiều sâu cắt khi tiện ngồi được tính theo cơng thức:

t=



Do − D

[mm]

2



Chiều sâu cắt khi tiện trong được tính theo cơng thức:

t=



D − Do

[mm]

2



trong đó D0: đường kính chi tiết trước khi gia cơng.

D: đường kính chi tiết sau khi gia cơng.



Hình 1.8: Chiều sâu cắt khi tiện trong và tiện ngồi

1.2: Thơng số hình học phần cắt xét trong trạng thái tĩnh

1.2.1: Xác định trong tiết diện chính và phụ

Khi nghiên cứu các thơng số hình học của dụng cụ cắt, chúng ta phải đặt

dụng cụ trong các mặt phẳng toạ độ. Các mặt toạ độ được quy ước, nhằm xác

định chính xác và thống nhất các góc trên phần cắt của dao, chúng gồm: mặt cắt,

mặt đáy, tiết diện chính, tiết diện phụ, tiết diện dọc, tiết diện ngang, ...



Hình 1.9: Mặt đáy và mặt cắt



9



Khi nghiên cứu sự ảnh hưởng của các thơng số hình học phần cắt dụng

cụ tới q trình cắt, người ta phải xét trị số các thông số hình học ở tiết diện

chính và tiết diện phụ. Nhưng đồ gá mài sắc dụng cụ chỉ quay được theo 3

phương vng góc, nên để đạt được trị số chính xác của các thơng số hình học

dụng cụ ở tiết diện chính và phụ thì người ta phải nghiên cứu thơng số hình học

của dụng cụ ở tiết diện dọc và ngang, phải nghiên cứu mối quan hệ của các

thông số hình học dụng cụ ở tiết diện chính và phụ với thơng số hình học của

dụng cụ ở tiết diện dọc và ngang

Mặt cắt tại một điểm trên lưỡi cắt chính là mặt phẳng chứa véc tơ tốc độ cắt

tại điểm đó và tồn bộ lưỡi cắt chính (nếu lưỡi cắt thẳng) hoặc chứa đường

thẳng tiếp tuyến với lưỡi cắt tại điểm đó (nếu lưỡi cắt cong).

Mặt đáy tại một điểm trên lưỡi cắt chính là mặt phẳng vng góc với véctơ

tốc độ cắt tại điểm đó. Mặt đáy tại một điểm trên lưỡi cắt ln vng góc

với mặt ct ti im ú.

X-X



Vết mặt đáy

Vết mặt cắt



N1-N1



N-N



Y

n

Y-Y



N1



N



X

S

N1



X

Y

N



Hỡnh 1.10: Tit diện chính (N-N), tiết diện phụ (N1-N1), tiết diện dọc (Y-Y) và

ngang (X-X)



Tiết diện chính tại một điểm trên lưỡi cắt chính là mặt phẳng

vng góc với hình chiếu của lưỡi cắt chính trên mặt đáy.



Tiết diện phụ tại một điểm trên lưỡi cắt phụ là mặt phẳng vng

góc với hình chiếu của lưỡi cắt phụ trên mặt đáy.



Tiết diện ngang (X-X) tại một điểm trên lưỡi cắt là mặt phẳng

chứa phương chạy dao và thẳng góc với mặt đáy tại điểm đó.



Tiết diện dọc (Y-Y) tại một điểm trên lưỡi cắt là mặt phẳng đồng

thời thẳng góc với mặt đáy và tiết diện ngang tại điểm đó.

Các góc của dao xét ở trạng thái tĩnh được gọi là góc tĩnh, góc tĩnh rất cần

thiết cho việc thiết kế, chế tạo và kiểm tra hình dáng hình học của dụng cụ. Nó

gồm các góc sau:



10



Hình 1.11: Các góc của dao tiện trong tiết diện chính và phụ

• Góc trước: ký hiệu γ

Góc trước tại một điểm trên lưỡi cắt chính là góc hợp bởi mặt trước và mặt

đáy xét trong tiết diện chính tại điểm đó.

γ > 0 : khi mặt trước của dao nằm thấp hơn mặt đáy đi qua điểm đang xét.

γ < 0 : khi mặt trước của dao nằm cao hơn mặt đáy đi qua điểm đang xét.

γ = 0 : khi mặt trước của dao trùng với mặt đáy.

Góc trước γ có thể âm, dương hoặc bằng không. Tuỳ từng điều kiện cắt (gia

công tinh hay thơ, cắt có va đập hoặc khơng), tuỳ từng loại vật liệu gia công cụ

thể mà chọn giá trị của γ cho hợp lý.

Góc trước nhỏ thì thể tích mũi dao nhỏ, khả năng đâm sâu vào vật liệu gia

công dễ dàng hơn, do vậy biến dạng của vật liệu gia công giảm, lực cắt và nhiệt

cắt giảm, thuận lợi cho q trình cắt; tuy nhiên thể tích mũi dao nhỏ làm cho độ

bền cơ học giảm, mũi dao và lưỡi cắt dễ bị sứt mẻ.

Góc trước với giá trị dương thường được sử dụng.

• Góc sau chính: ký hiệu α

Góc sau chính tại một điểm trên lưỡi cắt chính là góc hợp bởi mặt sau chính

và mặt cắt xét trong tiết diện chính tại điểm đó.

Góc sau làm giảm ma sát giữa bề mặt sau của dao với bề mặt đang và đã

gia công của phôi. Việc tăng góc sau để giảm ma sát, lực cắt giảm, nhiệt cắt

giảm. Tuy nhiên việc tăng góc sau lớn làm thể tích vật liệu đầu dao giảm, độ bền

cơ học lưỡi cắt giảm, lưỡi cắt dễ bị sứt mẻ

Góc trước phụ: ký hiệu γ 1



11



Góc trước phụ tại một điểm trên lưỡi cắt phụ là góc hợp bởi mặt trước và

mặt đáy xét trong tiết diện phụ tại điêm đó.

Góc sau phụ: ký hiệu α1

Góc sau phụ tại một điểm trên lưỡi cắt phụ là góc hợp bởi mặt sau phụ và

mặt cắt xét trong tiết phụ tại điểm đó.

Góc sắc: ký hiệu β

Góc sắc tại một điểm trên lưỡi cắt chính là góc hợp bởi mặt trước và mặt sau

chính xét trong tiết diện chính tại đó.

Trị số của góc sắc β đặc trưng cho độ sắc của lưỡi dao, nó ảnh hưởng tới

khả năng cắt của dụng cụ. Góc sắc β càng lớn thì mũi dao càng bền, càng khoẻ

nhưng khả năng đâm sâu vào vật liệu gia công càng kém, biến dạng của vật liệu

gia công lớn, lực cắt lớn.

• Góc cắt: ký hiệu δ

Góc cắt tại một điểm trên lưỡi cắt chính là góc tạo bởi mặt trước và mặt cắt

xét trong tiết diện chính tại điểm đó.

Ta có các quan hệ sau:

γ + α + β = 900

γ + δ = 900

α+β=δ

HYPERLINK "../../../Documents and Settings/GhostViet/My Documents/New

Folder/01-CI Cac KN&DN cb/data/tiet 2/Hinh tiet 2.htm" \l "1.9" \t "_blank"

INCLUDEPICTURE

"../AppData/Documents%20and

%20Settings/GhostViet/My%20Documents/New%20Folder/01-CI%20Cac

%20KN&DN%20cb/data/tiet%202/C.%20tie4.gif"

\*

MERGEFORMAT



Hình 1.12: Góc ϕ, ϕ, ε của dao tiện ngồi





Góc nghiêng chính: ký hiệu ϕ



12



Góc nghiêng chính tại một điểm trên lưỡi cắt chính là góc tạo bởi hình chiếu

của lưỡi chính trên mặt đáy và phương chạy dao.

Góc nghiêng phụ: ký hiệu ϕ1

Góc nghiêng phụ tại một điểm trên lưỡi cắt phụ là góc tạo bởi phương chạy

dao và hình chiếu của lưỡi cắt phụ trên mặt đáy.





Góc nghiêng phụ ϕ1 ảnh hưởng tới độ nhám bề mặt gia công, tuổi bền của đỉnh

dao và tuổi bền của dụng cụ. Góc ϕ1 càng nhỏ thì chiều dài đoạn lưỡi cắt phụ

tham gia cắt càng lớn, độ nhẵn bề mặt gia cơng càng tăng nhưng biến dạng và

lực cắt cũng tăng.

Góc mũi dao: ký hiệu ε

Góc mũi dao là góc tạo bởi hình chiếu của lưỡi cắt chính và lưỡi cắt phụ trên

mặt đáy.





Góc ε càng lớn thì độ bền cơ học của mũi dao càng lớn nhưng khi cắt biến

dạng của vật liệu gia cơng và lực cắt tăng.

Ta có quan hệ: ϕ + ε + ϕ1 = 1800



Góc nâng của lưỡi cắt chính: ký hiệu λ

Góc nâng tại một điểm trên lưỡi cắt chính là góc hợp bởi lưỡi cắt chính và hình

chiếu của nó trên mặt đáy.

λ > 0 khi mũi dao là điểm thấp nhất (so với mặt đáy đi qua mũi dao) trên

toàn bộ lưỡi cắt chính.

λ < 0 khi mũi dao là điểm cao nhất (so với mặt đáy đi qua mũi dao)trên toàn

bộ lưỡi cắt chính.

λ = 0 khi mặt đáy chứa lưỡi cắt chính.

Góc nâng của lưỡi cắt chính có ảnh hưởng đến phương thoát phoi, đến sức

bền của phần lưỡi cắt và điều kiện cắt vào vật liệu của từng điểm trên lưỡi cắt.



Hình 1.14: Góc nâng

của lưỡi cắt chính

Kết luận



13



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG 1: THÔNG SỐ HÌNH HỌC CỦA DỤNG CỤ

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×